基于FPGA的双通道示波器

本系统基于数字示波器的基本原理，以单片机和FPGA组成的最小系统为控制核心，充分发挥FPGA的数据处理能力，将双口RAM写入其内部实现了普通示波器对被测信号的采样，存储与回放，又增加了等效采样和采样保持功能，极大的提高了系统的测量范围。系统具有实时采样和等效采样两种方式，以不大于1Msps的ADC实现200Msps对输A．1Hz～10MHz，Vp-p为2mY～8V的信号进行采样处理，显示波形无明显失真，幅度测量误差小于2％，频率测量精度优于0．01％，并能进行单次触发，AuTO和存储／调出波形的功能。     

一种基于粒子滤波的跳频信号频率跟踪技术

为了能在未知跳频模式或跳频时刻的条件下,实时估计跳频信号的频率,提出了1种相位粒子滤波的跳频信号频率跟踪算法.首先建立了跳频信号的相位统计模型;然后通过粒子滤波算法实现对信号相位的后验概率密度估计;最后通过相位的后验概率密度实现对跳频频率的最小均方误差估计.算法使用序贯重要性采样技术实现粒子权值的迭代更新,采用系统重采...     

采样频率偏移对卫星导航接收机的影响

为避免采样频率偏差给卫星导航接收机带来的符号位滑动、伪随机噪声码相位移动和载波相位偏差等问题，提出了一种改进的频率偏差估计方法．接收机的码跟踪环路以码速作为时间基准，对采样频率实际值与标称值之间的偏差进行跟踪，环路稳定后得到该偏差的估计值，其采样频率的准确度可提高到10^-7量级．将该估计值补偿到载波锁相环中。可减小由采样频率偏差带来的相位误差和多普勒频移偏差，从而使得导航接收机能正确解调信号，进一步提高了输出载波相位的准确度，为实现更高精度的定时和定位提供了可能性．     

点目标检测的滤波算法及其硬件实现

介绍几种在成像跟踪系统中常用的点目标滤波检测算法.为了满足图像处理的实时性要求,设计实现了一套针对图像滤波算法的FPGA硬件实现结构.该结构充分发挥了FPGA高速并行的计算能力,能在信号读出的过程中实时地完成多种滤波处理.实验证明该方案可行,具有良好的实时滤波效果.     

一种变步长锁频基带信号时钟提取方法

串行数字通信系统需要从一个串行数据流中抽取一个采样时钟,这个抽取通常由一个叫时钟及数据恢复单元的非线性电路实现,该电路负责跟踪信号中的低频相位变化．本文提出了一种从频率上跟踪、锁定基带信号发端时钟频率从而提取出基带信号时钟的方案,此方法比传统的锁相环提取时钟具有更好的性能．由于它适于采用硬件语言描述,因而可集成在各类数字芯片中．     

基于小波变换的二相编码信号检测

针对低信噪比条件下相位编码信号检测效果差的问题,运用粗细定位相结合的思想,采用双尺度小波变换对二相编码信号进行了研究.该方法在大尺度的模值点上,对信号的奇异点进行粗略定位;在小尺度的模值点上,对信号的奇异点进行精确定位,进而实现了对二相编码信号的检测.通过仿真实验表明,该算法在信噪比优于0 dB的情况下,可以较好地完成...     

一种基于FPGA的相位测量方法

讨论了相位测量和相位检测的原理，给出了基于FPGA的相位测最方案．通过FPGA和单片机构成的双片系统，实现相位等精度恒误差测量．系统具有测量信号频带范围宽、相位测量误差小等优点，有较高的实际应用价值．     

基于FPGA的混合信号调制识别实现

为了识别4种常见调制方式混合信号的调制方式,针对混合信号的特征,提出了在FPGA上实现的混合信号调制识别方案。该方案利用混合信号与单信号的全采样序列星座点以及定时抽样序列弱信号的差异提取特征参数完成信号识别功能。先经MATLAB仿真验证了算法的可行性,又经ModelSim功能仿真验证了算法可用于现场可编程门阵列,最后配合ChipScope软件完成硬件实现测试。实验证明,调制识别算法具有可行性,在信噪比不低于15 dB时对各混合信号的调制识别有着较高的成功率。     

基于雷达原始幅度数据的目标跟踪性能分析与实现

由于扫描跟踪雷达使用的天线波束在空间中的扩展特性,一个目标可被顺序扫描的波束或同时照射的堆积波束观测到;类似地,雷达信号模糊函数的扩展特性使得理想点目标的回波经过匹配滤波后的输出在时延-多普勒平面上是扩展的,这种空、时、频的扩展特性使得,与同一目标有关的多个波束的多个时延-多普勒采样单元都包含了目标信息,这种效应可以用采样单元的参数、目标参数以及模糊函数、方向图描述.传统的雷达信号处理对这些信息的利用非常有限,为此通过建立原始数据的幅度分布模型描述这些信息,并以此为基础研究基于雷达原始幅度数据进行跟踪的后验克拉美罗限(posteriorCramer-Raobound,PCRB).分析表明,与传统的先估计目标参数后跟踪的方式相比,利用这些信息进行跟踪可以改善跟踪性能.粒子滤波是实现这种跟踪方式的一种可行算法;针对传统实现方法中将回波幅度作为目标状态的一维并对之采样造成的运算量较大的问题,提出了一种避免幅度维采样的跟踪算法,仿真表明,该算法能以较低的运算量获得较好的跟踪性能.     

低复杂度的MBOK DS-UWB接收机同步跟踪算法

为解决频谱搬移方式接收MBOK DS-UWB信号中的载波同步和定时同步问题,提出一种低复杂度的同步跟踪算法,并通过自适应调整环路带宽对同步性能进行优化.所提的同步跟踪算法使用了M/2 2个MBOK相关器和考虑多径效应的匹配模板与微分模板,实现了最大似然准则下的载波相位和定时偏差的联合估计,算法复杂度较低且计算量不随着Rake接收径数量的增加而增加.所提的基于过零数统计和采样点往复跳动检测的自适应带宽调整算法具有很低的计算复杂度,在不延长环路捕获时间的条件下提高了同步环路的跟踪精度并改善了高信噪比时的误比特率性能.     

基于DSP与FPGA的靶标动态检测跟踪技术

针对靶场目标测试面临的测量目标小、距离远、目标与背景对比度低等实际问题,提出了基于DSP(Digital Signal Processing）与FPGA（Field Programmable Gate Array）的数字视频图像信息进行目标动态检测跟踪的方法。该方法采用了图像分割检测方法与目标跟踪算法,精确并快速地定位靶标十字的中心,从而实现复杂环境下运动靶标检测跟踪,提高了检测效率和精度。     

心电信号小波分析

心电信号是一种非平稳并具有很多奇异点的微弱信号。小波变换中的模极大值消噪法具有非线性及自适应性,小波的这种特性对于类似于心电信号这种非平稳微弱信号是十分适用的。针对传统的消噪方法在处理心电信号时的局限性,研究了小波变换的时-频局部化特性及基于多分辨率分析的信号小波分解和重构算法———Mallat算法。采用小波分析的模极大值法实现对QRS波R峰值点的检测,以及对心电信号的消噪处理。通过试验研究可知,运用小波进行QRS波检测,QRS波的识别率高达99.9%,经过消噪重构后的心电信号信噪比较原始信号有较大提高。     

基于Cyclone Ⅲ的多功能高速信号源

介绍了一种基于大规模集成电路FPGA构成的高速信号发生器系统,与传统的直接数字式频率合成器相比,能产生高速的信号,且功能齐全。直接数字式频率合成器是从相位出发,采用频率合成技术,只能产生频率是千量级赫兹的信号;而本系统采用CycloneIII系列EP3C10作为核心器件,用泰勒级数展开方法生成信号,可产生兆量级赫兹的正弦波、锯齿波、三角波以及方波4种可调波形信号。本系统采用软硬件结合的方法来实现,用Quartus ii编写Verilog HDL程序,并且用MATLAB仿真软件对其进行仿真,验证其设计正确性。     

采用图像感知哈希的TLD改进算法

为了提高长时间视觉目标跟踪的鲁棒性,提出了一种基于图像感知哈希的TLD改进算法。在改进算法中,跟踪模块使用尺度自适应的KCF跟踪器,检测模块对每个检测窗口提取感知哈希特征,并引入量子遗传算法作为搜索策略加快检测速度。对文中算法在OTB2013的50组视频序列上进行了测试,实验结果表明:其跟踪精度与成功率分别达到了0.784和0.568,较TLD算法分别提高了18.7%和14.2%。并且在处理光照变化、遮挡及目标分辨率低等问题时,文中算法在多数情况下取得了优于参考算法的跟踪性能,表现出良好的跟踪鲁棒性。     

分布式天波雷达电离层短波信道预测软件开发

分布式MIMO天波雷达探测是基于电离层对短波电磁波的折射作用,因此,在进行正式探测前需预测出电离层短波信道性能,选取合适的探测频率,以保证探测过程的高效可靠。本文针对此需求开发了分布式MIMO天波雷达电离层短波信道预测软件,首先提出了软件总体模块架构,然后介绍了信道预测关键技术和最佳频率排序算法,最后基于微软基础类框架完成了软件开发。仿真实验表明,该软件可快速预测分布式天波雷达各探测信道并选取最佳探测频率,同时具有良好的扩展性。     

基于动态RCS模型的天波雷达发现概率计算方法

针对现有方法影响因素考虑不全导致计算结果与实际情况有较大偏差的问题,提出了一种改进的天波雷达飞机目标发现概率计算方法。归纳了不同电离层状态对天波雷达探测距离的影响。考虑目标在给定航路飞行过程中的雷达截面积随姿态变化,建立了目标动态雷达截面积计算模型。在此基础上,利用瞬时发现概率模型和综合发现概率模型求得天波雷达飞机目标发现概率。实例计算结果表明:电离层Es全遮蔽状态导致目标发现概率下降了0.273,不同航路和飞行姿态条件下目标发现概率差异较大,最大差值达0.253。     

检测区域自适应调整的TLD多目标跟踪算法

传统的TLD目标跟踪算法由于检测区域过大导致检测时间过长,并对相似目标跟踪效果不理想且只能对单个目标快速跟踪.针对这些问题,利用双Kalman滤波加速预测的DKF检测区域优化算法构造了一种检测区域可自适应调整的多目标跟踪算法——TLD-DOMO算法.TLD-DOMO算法的多目标检测器可对各目标的潜在运动范围进行预测,使其检测区域的大小及位置自适应地调整至最佳状态,以此提升对多目标跟踪的精度及效率.此外,该方法可有效地降低多目标间的相互干扰,支持对多相似目标的同时跟踪.实验结果表明:TLD-DOMO算法在对各测试视频的多目标跟踪中,跟踪速度均有提升,加速比为1.55~2.94倍;在多相似目标跟踪中,对各目标的检测与识别效果优于原TLD算法.     

数字Dithering的FPGA实现

Dithering是抑制模数转换器ADC量化噪声的重要方法,从数字Dithering量化定理出发,实现了数字Dithering的FPGA过程,对关键设计点给出了详尽的阐述,仿真结果也论证了Dithering对ADC性能的提升有积极的作用,为Dithering算法在实际的应用中起到一定的参考和借鉴作用。     

边界层分离点实时数据采集与处理系统的设计与实现

通过分析实时数据采集与处理的基本原理和系统构架,搭建了适用于微型飞行器边界层分离点检测的实时信号采集与处理系统.该系统主要由模拟低通滤波电路、模数转换电路(ADC)、场可编程门阵列(FPGA)控制电路及USB接口电路构成.测试结果为:基准电平0.1mV,峰峰值407mV,频率1kHz,满足边界层分离点实时检测和判定的要求.     

一种基于FPGA的BPSK数字调制器的设计

提出了一种基于FPGA芯片及D/A转换器的频率可调、相位可控的BPSK数字调制器的实现方案,同时阐述了电路的设计思路和实现方法.经过软件仿真,输出波形达到了技术要求,控制灵活,性能较好,也证明了基于FPGA的BPSK数字调制器的可靠性和可行性.